JP2009081545A - Programmable gain circuit and amplifier circuit - Google Patents
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Abstract
【課題】選択可能とするゲインの選択枝を増大させながら、正確なゲイン調整を可能とするプログラマブルゲイン回路を提供する。
【解決手段】入力抵抗と帰還抵抗との抵抗値の比に基づいて増幅器のゲインを設定するとともに、帰還抵抗若しくは入力抵抗の抵抗値を切り替えるゲイン調整用スイッチ回路を備えたプログラマブルゲイン回路において、ゲイン調整用スイッチ回路sw11〜sw13のオン抵抗を相殺するオン抵抗調整用スイッチ回路sw14〜sw19を入力抵抗R11に接続した。
【選択図】図1Provided is a programmable gain circuit that enables accurate gain adjustment while increasing the number of selectable gains.
A programmable gain circuit having a gain adjustment switch circuit that sets a gain of an amplifier based on a ratio of resistance values of an input resistor and a feedback resistor and switches a resistance value of the feedback resistor or the input resistor. The on-resistance adjusting switch circuits sw14 to sw19 that cancel the on-resistances of the adjusting switch circuits sw11 to sw13 are connected to the input resistor R11.
[Selection] Figure 1
Description
この発明は、スイッチ回路の開閉操作によりゲイン(利得)を調整可能としたプログラマブルゲイン回路に関するものである。
半導体装置に搭載された増幅回路では、スイッチ回路の開閉操作により帰還抵抗あるいは入力抵抗の抵抗値を調整してゲイン(利得)を調整可能としたものがある。このようなプログラマブルゲイン回路では、スイッチ回路のオン抵抗が帰還抵抗の抵抗値に影響を及ぼして、ゲインを正確に調整できない。そこで、スイッチ回路のオン抵抗が帰還抵抗の抵抗値に影響を及ぼさないようにすることが必要となっている。
The present invention relates to a programmable gain circuit capable of adjusting a gain (gain) by opening and closing a switch circuit.
Some amplifier circuits mounted on a semiconductor device can adjust a gain by adjusting a resistance value of a feedback resistor or an input resistor by opening and closing a switch circuit. In such a programmable gain circuit, the on-resistance of the switch circuit affects the resistance value of the feedback resistor, and the gain cannot be adjusted accurately. Therefore, it is necessary to prevent the on-resistance of the switch circuit from affecting the resistance value of the feedback resistor.
図9は、スイッチ回路の開閉操作によりゲインを調整可能としたプログラマブルゲイン回路の従来例を示す。増幅器1の一方の入力端子には入力信号INが入力される。増幅器1の出力端子から出力信号OUTが出力されるとともに、増幅器1の出力端子には複数の抵抗Rsを介して基準電圧Vsが供給されている。従って、各抵抗Rs間の電位は、出力信号OUTの電圧と基準電圧Vsとの電位差を各抵抗Rsの抵抗値に応じて分圧した電位となる。
FIG. 9 shows a conventional example of a programmable gain circuit in which the gain can be adjusted by opening and closing the switch circuit. An input signal IN is input to one input terminal of the
増幅器1の他方の入力端子は、複数のスイッチ回路2を介して各抵抗Rs間に接続され、各スイッチ回路2はいずれか1つが導通状態となるように制御される。
このような構成により、スイッチ回路2を切り替えることにより、増幅器1の他方の入力端子に入力される電圧を調整することができ、その結果増幅器1のゲインを調整可能である。
The other input terminal of the
With such a configuration, by switching the
しかし、各スイッチ回路2の開閉動作を1ビットの制御信号で制御すると、例えば3ビットの制御信号では、選択可能となるゲインは3通りとなる。従って、ゲインをきめ細かく調整しようとすると、抵抗及びスイッチ回路の数と、そのスイッチ回路を制御する制御信号のビット数を増大させる必要がある。
However, if the opening / closing operation of each
図10は、スイッチ回路の開閉操作によりゲインを調整可能としたプログラマブルゲイン回路の別の従来例を示す。
増幅器3の一方の入力端子には入力抵抗R1を介して入力信号INが入力され、増幅器3の他方の入力端子には基準電圧Vsが入力される。増幅器3の出力端子から出力信号OUTが出力されるとともに、増幅器3の出力端子は複数の帰還抵抗R5〜R2を介して一方の入力端子に接続されている。抵抗R3〜R5の抵抗値は、例えば1:2:4に設定されている。
FIG. 10 shows another conventional example of a programmable gain circuit in which the gain can be adjusted by opening and closing the switch circuit.
The input signal IN is input to one input terminal of the
抵抗R3〜R5にはそれぞれスイッチ回路sw1〜sw3が並列に接続され、3ビットの制御信号でそれぞれ開閉制御される。
このような構成により、スイッチ回路sw1〜sw3を開閉制御することにより、帰還抵抗R2〜R5の抵抗値を8通りに調整可能となるため、3ビットの制御信号により増幅器3のゲインを8通りに調整可能となる。
Switch circuits sw1 to sw3 are connected in parallel to the resistors R3 to R5, respectively, and open / close controlled by a 3-bit control signal.
With such a configuration, the resistance values of the feedback resistors R2 to R5 can be adjusted in eight ways by controlling the opening and closing of the switch circuits sw1 to sw3. Therefore, the gain of the
一般的に、反転増幅回路のゲインGは、図11に示すように、入力抵抗及び帰還抵抗をR6,R7としたとき、(1)式で求められる。 Generally, as shown in FIG. 11, the gain G of the inverting amplifier circuit is obtained by the equation (1) when the input resistance and the feedback resistance are R6 and R7.
また、図12に示すように、ゲインGを調整するために、スイッチ回路sw4を並列に接続した帰還抵抗R8を帰還抵抗R7に直列に接続した反転増幅器では、スイッチ回路sw4を導通状態としたときのオン抵抗をRsw4としたとき、ゲインGは(2)式で求められる。 Further, as shown in FIG. 12, in order to adjust the gain G, in the inverting amplifier in which the feedback resistor R8 connected in parallel to the switch circuit sw4 is connected in series to the feedback resistor R7, when the switch circuit sw4 is turned on. When the on-resistance of Rsw4 is Rsw4, the gain G is obtained by the equation (2).
図9に示すプログラマブルゲイン回路では、上記のようにnビットの制御信号で選択できるゲインはn通りであるため、ゲインをきめ細かく調整するためには、多ビットの制御信号を生成する制御回路と、制御信号のビット数に等しい数のスイッチ回路及び抵抗を必要とする。従って、回路規模が増大するという問題点がある。 In the programmable gain circuit shown in FIG. 9, since there are n types of gains that can be selected by the n-bit control signal as described above, in order to finely adjust the gain, a control circuit that generates a multi-bit control signal; A number of switch circuits and resistors equal to the number of bits of the control signal are required. Therefore, there is a problem that the circuit scale increases.
図10に示すプログラマブルゲイン回路では、nビットの制御信号でゲインを2n通りに調整することができるが、各スイッチ回路のオン抵抗がゲインに影響を及ぼすため、ゲインを正確に調整することができないという問題点がある。 A programmable gain circuit shown in FIG. 10, it can be adjusted to 2 n as a gain control signal of n bits, that the on-resistance of each switch circuit for influencing the gain adjusts the gain accurately There is a problem that it is not possible.
特許文献1には、図9に示す増幅回路に類似する構成が開示されている。この構成では、nビットの制御信号で選択できるゲインはn通りである。
特許文献2には、増幅器の帰還抵抗と入力抵抗とをアナログスイッチで切り替えて、多数の入力信号に対応する構成が開示されているが、帰還抵抗と入力抵抗の選択数は、アナログスイッチの数と同一である。従って、帰還抵抗と入力抵抗の選択により、ゲインを選択可能であるとしても、ゲインをきめ細かく調整することはできない。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-228561 discloses a configuration in which a feedback resistor and an input resistor of an amplifier are switched by an analog switch to cope with a large number of input signals. The number of feedback resistors and input resistors selected is the number of analog switches. Is the same. Therefore, even if the gain can be selected by selecting the feedback resistor and the input resistor, the gain cannot be finely adjusted.
この発明の目的は、選択可能とするゲインの選択枝を増大させながら、正確なゲイン調整を可能とするプログラマブルゲイン回路を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a programmable gain circuit that enables accurate gain adjustment while increasing the selection of gains that can be selected.
上記目的は、入力抵抗と複数の帰還抵抗との抵抗値の比に基づいて増幅器のゲインを設定するプログラマブルゲイン回路において、前記帰還抵抗若しくは前記入力抵抗の抵抗値を切り替える第一のスイッチ回路と、前記第一のスイッチ回路のオン抵抗を相殺する第二のスイッチ回路とを有し、前記第二のスイッチ回路を前記入力抵抗に接続したプログラマブルゲイン回路より達成される。 In the programmable gain circuit that sets the gain of the amplifier based on the ratio of the resistance values of the input resistor and the plurality of feedback resistors, the first switch circuit that switches the resistance value of the feedback resistor or the input resistor, And a second switch circuit for canceling the on-resistance of the first switch circuit, and the second switch circuit is achieved by a programmable gain circuit connected to the input resistor.
本発明によれば、選択可能とするゲインの選択枝を増大させながら、正確なゲイン調整を可能とするプログラマブルゲイン回路を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the programmable gain circuit which enables exact gain adjustment can be provided, increasing the selection branch of the gain which can be selected.
(第一の実施の形態)
以下、この発明を具体化した第一の実施の形態を図面に従って説明する。図1に示すプログラマブルゲイン回路は、増幅器11の一方の入力端子には入力抵抗R11及びスイッチ回路群12を介して入力信号INが入力され、増幅器11の他方の入力端子には基準電圧Vsが入力される。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the programmable gain circuit shown in FIG. 1, the input signal IN is input to one input terminal of the
増幅器11の出力端子から出力信号OUTが出力されるとともに、増幅器11の出力端子は帰還抵抗部Rfを介して一方の入力端子に接続されている。帰還抵抗部Rfは、直列に接続された複数の帰還抵抗R12〜R15と、抵抗R12〜R14にそれぞれ並列に接続されたゲイン調整用スイッチ回路(第一のスイッチ回路)sw11〜sw13とで構成される。
An output signal OUT is output from the output terminal of the
前記抵抗R12〜R14の抵抗値は、例えば4:2:1に設定され、スイッチ回路sw11〜sw13は、制御回路13から出力される3ビットの制御信号B1〜B3に基づいてそれぞれ独立して開閉制御される。スイッチ回路sw11〜sw13は、入力される制御信号B1〜B3がHレベルとなると導通状態となり、Lレベルとなると不導通となる。
The resistance values of the resistors R12 to R14 are set to 4: 2: 1, for example, and the switch circuits sw11 to sw13 are opened and closed independently based on the 3-bit control signals B1 to B3 output from the
このような構成により、スイッチ回路sw11〜sw13を開閉制御すると、帰還抵抗R12〜R15の抵抗値を8通りに調整可能となるため、3ビットの制御信号により増幅器3のゲインを調整可能となる。
With such a configuration, when the switch circuits sw11 to sw13 are controlled to open and close, the resistance values of the feedback resistors R12 to R15 can be adjusted in eight ways, so that the gain of the
前記スイッチ回路群12は、スイッチ回路sw14と、直列に接続されたスイッチ回路sw15,sw16と、直列に接続されたスイッチ回路sw17〜sw19とが並列に接続されている。
In the
そして、スイッチ回路sw14は前記制御回路13から出力される制御信号C1で開閉制御され、スイッチ回路sw15,sw16は制御回路13から出力される制御信号C2で開閉制御され、スイッチ回路sw17〜sw19は制御回路13から出力される制御信号C3で開閉制御される。各スイッチ回路sw14〜sw19は、制御信号C1〜C3がHレベルのとき導通状態となり、Lレベルのとき不導通状態となる。
The switch circuit sw14 is controlled to be opened and closed by a control signal C1 output from the
前記制御回路13は、3ビットの入力信号A1〜A3の入力に基づいて前記制御信号B1〜B3,C1〜C3を生成する。その具体的構成を図2に従って説明する。
前記制御回路13は、前記制御信号B1〜B3を生成する帰還抵抗選択部14と、前記制御信号C1〜C3を生成する入力抵抗選択部15とを備えている。帰還抵抗選択部14は、入力信号A1〜A3をインバータ回路16a〜16cでそれぞれ反転させて、前記制御信号B1〜B3として出力する。
The
The
次に、入力抵抗選択部15の具体的構成を説明する。NAND回路17aには前記入力信号A1〜A3が入力され、そのNAND回路17aから前記制御信号C3が出力される。
Next, a specific configuration of the input
NAND回路17bには、前記入力信号A1,A2と、前記入力信号A3をインバータ回路18aで反転させた信号が入力される。NAND回路17cには、前記入力信号A1,A3と、前記入力信号A2をインバータ回路18bで反転させた信号が入力される。NAND回路17dには、前記入力信号A2,A3と、前記入力信号A1をインバータ回路18cで反転させた信号が入力される。
The
前記NAND回路17b〜17dの出力信号はOR回路19aに入力され、OR回路19aから前記制御信号C2が出力される。
NAND回路17eには、前記入力信号A1と、前記入力信号A2,A3をインバータ回路18d,18eでそれぞれ反転させた信号が入力される。NAND回路17fには、前記入力信号A2と、前記入力信号A1,A3をインバータ回路18f,18gでそれぞれ反転させた信号が入力される。NAND回路17gには、前記入力信号A3と、前記入力信号A1,A2をインバータ回路18h,18iでそれぞれ反転させた信号が入力される。
The output signals of the
The
前記NAND回路17e〜17gの出力信号はOR回路19bに入力され、OR回路19bから前記制御信号C1が出力される。
上記のように構成された制御回路13の動作を図3に示す。入力信号A1〜A3がLレベルとなると、制御信号B1〜B3はHレベルとなり、スイッチ回路sw11〜sw13がすべて導通状態となる。このとき、制御信号C3はHレベル、同C1,C2はLレベルとなり、スイッチ回路sw17〜sw19が導通状態となり、スイッチ回路sw14〜sw16は不導通となる。
The output signals of the
The operation of the
また、制御信号A1がHレベルとなり、制御信号A2,A3がLレベルとなると、制御信号B1がLレベル、制御信号B2,B3がHレベルとなり、スイッチ回路sw11が不導通となり、スイッチ回路sw12,sw13が導通状態となる。このとき、制御信号C2はHレベル、制御信号C1,C3はLレベルとなり、スイッチ回路sw15,sw16が導通状態となり、スイッチ回路sw14,sw17〜sw19は不導通となる。 When the control signal A1 becomes H level and the control signals A2 and A3 become L level, the control signal B1 becomes L level, the control signals B2 and B3 become H level, the switch circuit sw11 becomes non-conductive, and the switch circuits sw12, sw13 becomes conductive. At this time, the control signal C2 is at the H level, the control signals C1 and C3 are at the L level, the switch circuits sw15 and sw16 are turned on, and the switch circuits sw14 and sw17 to sw19 are turned off.
また、制御信号A1,A2がHレベルとなり、制御信号A3がLレベルとなると、制御信号B1,B2がLレベル、制御信号B3がHレベルとなり、スイッチ回路sw11が導通状態となり、スイッチ回路sw12,sw13が不導通となる。このとき、制御信号C1はHレベル、制御信号C2,C3はLレベルとなり、スイッチ回路sw14が導通状態となり、スイッチ回路sw15〜sw19は不導通となる。 When the control signals A1 and A2 become H level and the control signal A3 becomes L level, the control signals B1 and B2 become L level, the control signal B3 becomes H level, the switch circuit sw11 becomes conductive, and the switch circuits sw12, sw13 becomes non-conductive. At this time, the control signal C1 is at the H level, the control signals C2 and C3 are at the L level, the switch circuit sw14 is turned on, and the switch circuits sw15 to sw19 are turned off.
このような動作により、スイッチ回路sw11〜sw13のうち1つが導通状態となるとき、制御信号C1がHレベルとなって1つのスイッチ回路sw14が導通状態となる。また、スイッチ回路sw11〜sw13のうち2つが導通状態となるとき、制御信号C2がHレベルとなって2つのスイッチ回路sw15,sw16が導通状態となる。また、スイッチ回路sw11〜sw13のすべてが導通状態となるとき、制御信号C3がHレベルとなって3つのスイッチ回路sw17〜sw19が導通状態となる。 With such an operation, when one of the switch circuits sw11 to sw13 becomes conductive, the control signal C1 becomes H level and one switch circuit sw14 becomes conductive. Further, when two of the switch circuits sw11 to sw13 are turned on, the control signal C2 becomes H level, and the two switch circuits sw15 and sw16 are turned on. When all of the switch circuits sw11 to sw13 are turned on, the control signal C3 becomes H level and the three switch circuits sw17 to sw19 are turned on.
従って、スイッチ回路群12では、スイッチ回路sw11〜sw13で導通状態となるスイッチ回路の数と同数のスイッチ回路が直列に接続されることとなる。
なお、制御信号B1〜B3がすべてLレベルとなるとき、制御信号C1〜C3がすべてLレベルとなる。この場合にはスイッチ回路群12のすべてのスイッチ回路sw14〜sw19が不導通となって、入力信号INが増幅器11に入力されない状態となる。従って、このプログラマブルゲイン回路では、スイッチ回路sw11〜sw13をすべて不導通とすることはできないため、ゲインの調整範囲は7通りとなる。
Accordingly, in the
When all the control signals B1 to B3 are at the L level, all the control signals C1 to C3 are at the L level. In this case, all the switch circuits sw14 to sw19 in the
図3に示すゲインは、抵抗R14の抵抗値をX、抵抗R13の抵抗値を2X、抵抗R12の抵抗値を4Xとした場合において、各制御信号に対応するゲインを示す。
スイッチ回路群12でスイッチ回路を挿入する場合の反転増幅回路のゲインについて図4に従って説明する。同図に示すように、入力抵抗R1と増幅器11との間にスイッチ回路S1を接続し、帰還抵抗R2に直列に接続した抵抗R21にスイッチ回路S2を接続し、各スイッチ回路S1,S2のオン抵抗をRon1,Ron2とすると、この反転増幅回路のゲインは次式で算出される。
The gain shown in FIG. 3 indicates the gain corresponding to each control signal when the resistance value of the resistor R14 is X, the resistance value of the resistor R13 is 2X, and the resistance value of the resistor R12 is 4X.
The gain of the inverting amplifier circuit when the switch circuit is inserted in the
上記のようなことから、図1に示すプログラマブルゲイン回路で、スイッチ回路sw11〜sw13のオン抵抗を同一抵抗値とする。そして、スイッチ回路sw11〜sw13のオン抵抗と、スイッチ回路群12のオン抵抗調整用スイッチ回路(第二のスイッチ回路)sw14〜sw19のオン抵抗との比は、帰還抵抗R15と入力抵抗R11の比とほぼ等しくなるように設定する。
For the above reasons, in the programmable gain circuit shown in FIG. 1, the on-resistances of the switch circuits sw11 to sw13 are set to the same resistance value. The ratio of the on resistances of the switch circuits sw11 to sw13 and the on resistances of the on resistance adjusting switch circuits (second switch circuits) sw14 to sw19 of the
すると、スイッチ回路sw11〜sw13で導通状態となるスイッチ回路数と同数のスイッチ回路が入力抵抗選択部15及びスイッチ回路群12で選択されるので、スイッチ回路sw11〜sw13のオン抵抗は、スイッチ回路群12で相殺される。
Then, the same number of switch circuits as the number of switch circuits that become conductive in the switch circuits sw11 to sw13 are selected by the input
上記のように構成されたプログラマブルゲイン回路では、次に示す作用効果を得ることができる。
(1)直列に接続された4本の帰還抵抗R12〜R15のうち、3本の抵抗R12〜R14にスイッチ回路sw11〜sw13を並列に接続して、各スイッチ回路sw11〜sw13を開閉可能としたので、7通りのゲインを選択することができる。
(2)帰還抵抗R12〜R14の抵抗値を、4:2:1に設定したので、各スイッチ回路sw11〜sw13の開閉を選択することにより、ゲインを直線的に変化させることができる。
(3)帰還抵抗R12〜R15の抵抗値を選択するスイッチ回路sw11〜sw13のオン抵抗を入力抵抗R11に直列に接続されるスイッチ回路群12で相殺することができる。従って、スイッチ回路sw11〜sw13のオン抵抗のゲインへの影響を阻止して、ゲインを正確に調整することができる。
(4)スイッチ回路群12の各スイッチ回路sw14〜sw19のオン抵抗値を、帰還抵抗値を選択するスイッチ回路sw11〜sw13のオン抵抗値にゲインの逆数を乗算した値とすることにより、スイッチ回路sw14〜sw19のオン抵抗をスイッチ回路sw14〜sw19のオン抵抗で相殺することができる。
(5)スイッチ回路sw11〜sw13で導通状態となるスイッチ回路の数と同数のスイッチ回路をスイッチ回路群12で選択して、スイッチ回路sw11〜sw13のオン抵抗を相殺することができる。
(第二の実施の形態)
図5は、第二の実施の形態を示す。この実施の形態は、帰還抵抗R16にスイッチ回路sw20を直列に接続し、スイッチ回路sw20は常時導通状態とする。
In the programmable gain circuit configured as described above, the following operational effects can be obtained.
(1) Of the four feedback resistors R12 to R15 connected in series, the switch circuits sw11 to sw13 are connected in parallel to the three resistors R12 to R14 so that the switch circuits sw11 to sw13 can be opened and closed. Therefore, seven kinds of gains can be selected.
(2) Since the resistance values of the feedback resistors R12 to R14 are set to 4: 2: 1, the gain can be linearly changed by selecting opening / closing of the switch circuits sw11 to sw13.
(3) The on-resistances of the switch circuits sw11 to sw13 that select the resistance values of the feedback resistors R12 to R15 can be canceled by the
(4) By setting the on resistance values of the switch circuits sw14 to sw19 of the
(5) The on-resistances of the switch circuits sw11 to sw13 can be canceled by selecting the same number of switch circuits as the number of switch circuits in the conductive state in the switch circuits sw11 to sw13.
(Second embodiment)
FIG. 5 shows a second embodiment. In this embodiment, the switch circuit sw20 is connected in series to the feedback resistor R16, and the switch circuit sw20 is always in a conductive state.
入力信号INは、並列に接続された3本の入力抵抗R17〜R19に入力され、各入力抵抗R17〜R19はそれぞれスイッチ回路群を構成するスイッチ回路sw21〜sw23を介して増幅器11の入力端子に接続される。
The input signal IN is input to three input resistors R17 to R19 connected in parallel, and each of the input resistors R17 to R19 is input to the input terminal of the
各入力抵抗R17〜R19はそれぞれ異なる抵抗値に設定され、スイッチ回路sw21〜sw23はいずれか1つが選択されて導通状態となる。そして、各スイッチ回路sw21〜sw23のオン抵抗値は、当該スイッチ回路に接続された入力抵抗と、帰還抵抗R16とで設定されるゲインの逆数を前記スイッチ回路sw20の抵抗値に乗算した値とする。 Each of the input resistors R17 to R19 is set to have a different resistance value, and any one of the switch circuits sw21 to sw23 is selected and becomes conductive. The on-resistance values of the switch circuits sw21 to sw23 are values obtained by multiplying the resistance value of the switch circuit sw20 by the reciprocal of the gain set by the input resistance connected to the switch circuit and the feedback resistor R16. .
このように構成されたプログラマブルゲイン回路では、スイッチ回路sw21〜sw23のいずれか1つを選択して導通状態とすることにより、入力抵抗R17〜R19のいずれかが選択されて増幅器11に接続される。すると、選択された入力抵抗と帰還抵抗R16とでゲインが設定される。
In the programmable gain circuit configured as described above, any one of the input resistors R17 to R19 is selected and connected to the
このとき、帰還抵抗R16に接続されたスイッチ回路sw20のオン抵抗は、スイッチ回路sw21〜sw23のうち、選択されたスイッチ回路のオン抵抗で相殺される。
上記のようなプログラマブルゲイン回路では、スイッチ回路sw21〜sw23を選択することにより入力抵抗R17〜R19のいずれかを選択することができる。そして、入力抵抗を切り替えることにより、ゲインを3段階に切り替えることができるとともに、入力抵抗R17〜R19の抵抗値の設定により、ゲインの調整幅を拡大することもできる。
At this time, the on-resistance of the switch circuit sw20 connected to the feedback resistor R16 is canceled by the on-resistance of the selected switch circuit among the switch circuits sw21 to sw23.
In the programmable gain circuit as described above, any of the input resistors R17 to R19 can be selected by selecting the switch circuits sw21 to sw23. The gain can be switched in three stages by switching the input resistance, and the gain adjustment range can be expanded by setting the resistance values of the input resistances R17 to R19.
また、帰還抵抗R16に接続されたスイッチ回路sw20のオン抵抗と、入力抵抗R17〜R19に接続されたスイッチ回路sw21〜sw23のオン抵抗とを相殺することができる。従って、ゲインを正確に調整することができる。
(第三の実施の形態)
図6は、第三の実施の形態を示す。この実施の形態は、前記第一の実施の形態の構成に加えて、入力抵抗を選択する構成を付加したものである。第一の実施の形態と同一構成部分は、同一符号を付して説明する。
Further, the ON resistance of the switch circuit sw20 connected to the feedback resistor R16 and the ON resistance of the switch circuits sw21 to sw23 connected to the input resistors R17 to R19 can be offset. Therefore, the gain can be adjusted accurately.
(Third embodiment)
FIG. 6 shows a third embodiment. In this embodiment, a configuration for selecting an input resistance is added to the configuration of the first embodiment. The same components as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals.
帰還抵抗部Rfの構成は、前記第一の実施の形態と同様である。入力信号INは、2本の入力抵抗R20,R21に入力され、各入力抵抗R20,R21はそれぞれスイッチ回路群(第三のスイッチ回路)20a,20bを介して増幅器11に接続される。各スイッチ回路群20a,20bは第一の実施の形態のスイッチ回路群12と同様な構成であり、入力抵抗R20,R21のいずれか、すなわちスイッチ回路群20a,20bのいずれかが選択されて第一の実施の形態のスイッチ回路群12と同様に制御される。選択されないスイッチ回路群の各スイッチ回路は、すべて不導通となる。
The configuration of the feedback resistor Rf is the same as that of the first embodiment. The input signal IN is input to two input resistors R20 and R21, and each of the input resistors R20 and R21 is connected to the
このような構成により、入力抵抗R20が選択されると、スイッチ回路群20aが制御され、帰還抵抗部Rfで導通状態となるスイッチ回路の数と同数のスイッチ回路が導通状態となる。
With such a configuration, when the input resistor R20 is selected, the
また、入力抵抗R21が選択されると、スイッチ回路群20bが制御され、帰還抵抗部で導通状態となるスイッチ回路の数と同数のスイッチ回路が導通状態となる。
このような構成により、第一の実施の形態と同様な作用効果を得ることができるとともに、入力抵抗R20,R21を切り替えることにより、ゲインの調整範囲をさらに拡大することができる。
(第四の実施の形態)
図7は、第四の実施の形態を示す。この実施の形態は、上記のようなプログラマブルゲイン回路をセンサ検出回路で使用した場合を示す。
Further, when the input resistor R21 is selected, the
With such a configuration, it is possible to obtain the same operational effects as in the first embodiment, and it is possible to further expand the gain adjustment range by switching the input resistors R20 and R21.
(Fourth embodiment)
FIG. 7 shows a fourth embodiment. This embodiment shows a case where the programmable gain circuit as described above is used in a sensor detection circuit.
センサ検出回路は、センサ素子21と、差動増幅段22と、出力段23とで構成され、センサ素子21の出力信号が差動増幅段22及び出力段23で増幅されて出力される。そして、出力段23は前記第一の実施の形態と同様なプログラマブルゲイン回路で構成されている。なお、この実施の形態のプログラマブルゲイン回路は、3本の抵抗で構成される帰還抵抗のうち、2本の抵抗にスイッチ回路を並列に接続した構成である。
The sensor detection circuit includes a
このような構成により、センサ検出回路の出力段23において、前記第一の実施の形態と同様な作用効果を得ることができる。
(第五の実施の形態)
図8は、第五の実施の形態を示す。この実施の形態は、出力段を必要としないセンサ検出回路において、差動増幅段22にプログラマブルゲイン回路を使用したものである。
With such a configuration, it is possible to obtain the same operational effects as in the first embodiment at the
(Fifth embodiment)
FIG. 8 shows a fifth embodiment. In this embodiment, a programmable gain circuit is used for the
センサ素子21の差動出力信号は、差動増幅段22の差動入力対24a,24bにそれぞれ入力され、各差動入力対24a,24bの出力信号が出力回路25で増幅されて出力される。
The differential output signals of the
そして、差動入力対24a,24bに第四の実施の形態と同様なプログラマブルゲイン回路が使用されている。
このような構成により、センサ検出回路の差動増幅段22において、前記第一の実施の形態と同様な作用効果を得ることができる。
And the programmable gain circuit similar to 4th Embodiment is used for
With such a configuration, the same effect as that of the first embodiment can be obtained in the
上記実施の形態は、以下に示す態様で実施することもできる。
・スイッチ回路が並列に接続される帰還抵抗の数は、4本以上としてもよい。
・スイッチ回路が並列に接続された帰還抵抗の抵抗値の比は、1:2:4以外の任意の比としてもよい。
The embodiment described above can also be carried out in the following manner.
-The number of feedback resistors to which the switch circuits are connected in parallel may be four or more.
The ratio of the resistance values of the feedback resistors to which the switch circuits are connected in parallel may be any ratio other than 1: 2: 4.
11 増幅器
12 スイッチ回路群
13 制御回路
R11 入力抵抗
R12〜R16 帰還抵抗
R11,R17〜R19 入力抵抗
sw11〜sw13,sw20 ゲイン調整用スイッチ回路
sw14〜sw19,sw21〜sw23 オン抵抗調整用スイッチ回路
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記帰還抵抗若しくは前記入力抵抗の抵抗値を切り替える第一のスイッチ回路と、
前記第一のスイッチ回路のオン抵抗を相殺する第二のスイッチ回路とを有し、
前記第二のスイッチ回路を前記入力抵抗に接続したことを特徴とするプログラマブルゲイン回路。 In the programmable gain circuit that sets the gain of the amplifier based on the ratio of the resistance values of the input resistance and the plurality of feedback resistors,
A first switch circuit that switches a resistance value of the feedback resistor or the input resistor;
A second switch circuit that cancels the on-resistance of the first switch circuit,
A programmable gain circuit, wherein the second switch circuit is connected to the input resistor.
前記第二のスイッチ回路を複数備え、
複数の前記第一のスイッチ回路の開閉制御と、導通状態となる前記第一のスイッチ回路の数と同数の前記第二のスイッチ回路を直列に導通させる制御とを行う制御回路を備えたことを特徴とする請求項4記載のプログラマブルゲイン回路。 A plurality of the first switch circuits are provided,
A plurality of the second switch circuits are provided,
A control circuit that performs open / close control of the plurality of first switch circuits and control for conducting the same number of the second switch circuits in series as the number of the first switch circuits that are in a conductive state. The programmable gain circuit according to claim 4, wherein:
前記帰還抵抗に直列に接続されるとともに常時導通状態に制御される第一のスイッチ回路と
を備えたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のプログラマブルゲイン回路。 The second switch circuit that selects any one of the plurality of input resistors and connects to the input terminal of the amplifier;
6. The programmable gain circuit according to claim 1, further comprising: a first switch circuit connected in series to the feedback resistor and controlled to be always in a conductive state. 7.
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